Introduction

Retrouvez les dernières news sur l'esp32-s2 sur https://chat.labsud.org/channel/esp32-s2

L'ESP32-S2 est le nouveau microcontrôleur de chez Espressif, pour le moment il n'est pas encore sorti de l'alpha, mais si vous voulez vous amusez avec, voici un guide pour cela.

Je vous conseille le NanoESP32-S2 de MuseLAB (surtout si vous voulez utiliser circuit python)

• Achat sur Aliexpress : https://fr.aliexpress.com/item/4001308138579.html?spm=2114.13010708.0.0.37f56c37qcZ6U1
• Schéma : https://github.com/wuxx/nanoESP32-S2/blob/master/schematic/nanoESP32S2-v1.2.pdf

Un des ports USB est connecté directement à l'ESP32-S2 et l'autre passe par un chipset série (CH340g).

Comparaison ESP32-S2 / ESP32

Ceci est une traduction d’un article de Xose Pérez sur maker.pro datant de septembre 2019.
https://maker.pro/esp8266/tutorial/a-comparison-of-the-new-esp32-s2-to-the-esp32

Avec le déploiement de l’ESP32-S2, il est intéressant de regarder les différences, entre celui-ci et l’ESP32-S2 ainsi que de le comparer avec l’ESP8266.

En août 2014, Espressif (à cette époque une entreprise chinoise inconnu) sort l’ESP8266. Il avec comme objectif d'être une passerelle Wi-Fi pour les autres microcontrôleur jusqu’à ce que quelqu’un se rende compte qu’il avait une capacité de traitement et une mémoire supérieure aux autres microcontrôleurs.

Plus tard, en novembre, le SDK a été rendu publique et le hacker Ivan Grokhotkov, (qui travaille maintenant chez Espressif) a sorti un projet ayant comme objectif le support de l’ESP8266 dans l’IDE Arduino. Et comme on le dit dans les livres, le reste appartient à l’histoire.

L’ESP32 : Une solution aux problèmes de sécurité de l’ESP8266.

Bien que l’ESP8266 a ses limites qui peuvent être parfois pris à la légère, son énorme succès a éclipsé un de ces plus grand problème : la sécurité. Il y a littéralement des centaines d’appareils ménagers qui tournent sur des ESP8266, que cela soit des interrupteurs connectés, des ampoules connectées ou des drivers de LED jusqu’au tueur de moustiques. Malheureusement l’ESP8266 ne fournit aucun moyen pour sécuriser son code et les données qu’ils contiennent. Toute personne ayant un accès physique à ces appareils peuvent avoir accès à des informations sensibles, comme les identifiants Wi-Fi.

Image de l’ESP8266, Source : Espressif

Espressif a sorti l’ESP32 en septembre 2016. L’ESP32 a essayé d’adresser tous les problèmes de son grand frère : Il a plus de GPIO, d’ADC, et aussi un DAC. Il a un processeur double-coeur plus rapide, le Bluetooth, des capteurs tactiles et, le plus important, la gestion du chiffrement matériel et la signature du code.

Pourtant, peu de produits grand public a un ESP32 intégré, la plupart utilisent le « bon vieux » ESP8266. Pourquoi ? Certains disent que c’est à cause de son prix (Digikey vends des modules ESP32 avec comme prix 3.8$ et des ESP8266 à 2.7$). D’autres disent que c’est dû à l’inertie du marché. Peu importe la raison, il semblerait qu’Espressif a réalisé qu’il fallait proposer une autre réponse au marché.

Voici l’ESP32-S2

En mars 2019, des images d’une nouvelle puce étiqueté « Chip7 2-2-A » a fuité. À ce moment-là, il y a beaucoup de spéculation autour de celle-ci : ajoute t'elle le BLE5,  l’USB, ou du Wi-Fi 5Ghz, ou quelque chose d’autres ?
Les spéculations ont pris fin, le mois dernier quand Espressif a annoncé l’ESP32-S2. Bien qu’il existe encore un peu de confusion à propos de ce qu’est l’ESP32-S2, les spécifications sont pourtant connu maintenant.

Le Chip7 2-2-A a été le premier indice que l’ESP32-S2 était en train d’être fabriqué. Image de John Lee

D’après Espressif « Avec une gestion de l’énergie de pointe, des capacités E/S, et des fonctionnalités de sécurité plus avancés, l’ESP32-S2 est le choix idéal pour un large éventail d’objets connectés et d’applications connectés allant des maisons intelligents, aux technologies portatifs. »

Le schéma fonctionnel de l’ESP32. Image tiré du Datasheet de l’ESP32-S2 (PDF)

Dans cette note de presse, l’entreprise chinoise cherche explicitement a visé le marche des objets connectés avec l’ESP32-S2. Il reste certaines choses à savoir à son sujet, en particulier quelques points négatifs. Comparons ces trois cartes pour voir dans quelles catégories chacune d’entre elles se situe.

ESP8266 Vs. ESP32 Vs. ESP32-S2

Regardons les quelques différences entre chacune de ces 3 cartes dans un tableau comparatif.

Lien vers le tableau

Comme vous pouvez le voir, il y a quelques améliorations mais aussi quelques retours en arrière. Le principal grief tourne autour de l’absence du Bluetooth et de l’Ethernet. Ce qui me manque le plus personnellement est le support du CAN, et j’ai des doutes sur le support du temps de vol (TOF) qui pourrait (théoriquement) permettre la localisation en intérieur. D’un autre côté, c’est le premier produit d’Espressif a avoir le support de l’USB intégré.

Quand les premières images du Chip7 est apparu dans les médias, beaucoup on parlait de la possible présence du Wi-Fi 5 Ghz. Je ne vois aucune raison d’ajouter ceci sur un appareil IOT alors que les routeurs modernes continuent a géré la spécification 802.11b depuis maintenant plus de 20 ans. Pourquoi faire une mise à jour vers un protocole certes plus rapide mais plus gourmand en énergie et à la portée plus limitée pour transmettre des données de télémétrie et des commandes (d’une poignée de kilobytes par jour tout au plus ?)

L’absence d’un processeur double-coeur et toutefois contre balancé par un processeur simple cœur LX7 plus rapide et un coprocesseur beaucoup plus puissant. Il a aussi moins de SRAM et de ROM mais supporte toutefois des mémoires externes plus importantes.

Mais la fonctionnalité la plus importante dans ce nouveau microcontrôleur est la présence d’un coprocesseur ULP basé sur l’architecture RISC-V. Cela aura pour effet une consommation électrique très faible et plus de puissance de calcul par rapport à l’ESP32. L’ESP32-S2 est aussi capable de dynamiquement éteindre le transmetteur Wi-Fi quand il n’est pas utilisé pour économiser de l’énergie. On obtient ainsi une consommation réduite même si le Wi-Fi est actif et ping un routeur.

Le datasheet parle d’un mode de basse consommation descendant à 5µA (!!) et 24µA a 1 % de cycle de travail. Cela veut dire qu’il est maintenant possible de faire des appareils Wi-Fi sur batterie, ce qui n’était pas envisageable avec les anciennes versions (sauf si vous voulez changer les batteries toutes les semaines mais voulez vous vraiment cela?)

Est-ce que l’ESP32 vaut le coût ?

J’utilise (et continue à utiliser) des cartes de prototypages ESP8266 ainsi que des appareils en contenant depuis des années maintenant. Mais la sécurité commence à devenir un problème majeur (Enfin !!) et l’ESP8266 n’est pas un microcontrôleur sécurisé. Depuis les 2 dernières années, j’ai vu l’ESP32 gagné de l’importance dans les projets d’objets connectés et trouver sa place dans des projets autour d’appareil informatique (routeur, pont…). Pourtant, l’ESP8266 refuse de disparaître du marché des objets intelligents.

Le nouveau ESP32-S2 a jeté un pavé dans la mare en incluant de nouvelles fonctionnalités intéressantes pour séduire le marché des objets connectés. Il coûte moins cher que l’ESP32 et le support natif de l’USB-OTG, du LCD et de la caméra sont des fonctionnalités géniales pour certains cas d’usages.

Avec l’ESP32-S2, Espressif essaye de remplir le vide entre l’ESP8266 et l’ESP32, que ce soit en termes de fonctionnalité ou de prix. L’ESP32-S2 n’est pas un tueur d’ESP32, mais plutôt un tueur d’ESP8266. J’espère qu’il arrivera à atteindre cet objectif.

Xose Pérez
Développeur IOT et maker. Il est tombé dans le monde de l’embarqué, il y a 10 ans et c’est un monde très fun ! Créateur de l’espurna.io, il écrit aussi pour tinkerman.cat